第四章大氣監(jiān)測(cè)..

1、第四章 大氣監(jiān)測(cè)本章教學(xué)目的、要求1. 掌握大氣監(jiān)測(cè)基本概念；2. 熟悉大氣監(jiān)測(cè)方案的制定程序；3. 掌握環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)；4. 掌握大氣污染源監(jiān)測(cè)技術(shù)。本章重點(diǎn)1 采樣布點(diǎn)方法；2 NO2、SO2、CO、O3、PM10 等主要污染物的采樣測(cè)定技術(shù)；3 煙道氣測(cè)試技術(shù)。本章難點(diǎn)1. 大氣中 SO2 的采樣測(cè)定技術(shù)；2. 煙塵等速采樣原理。本章教學(xué)目錄4.1 大氣污染4.2 大氣污染監(jiān)測(cè)方案的制定4.3 大氣污染物的測(cè)定4.4 大氣污染源監(jiān)測(cè)4.5 室內(nèi)空氣監(jiān)測(cè)4.6 酸雨監(jiān)測(cè)4.7 大氣污染的生物監(jiān)測(cè)4.1 大氣污染一、大氣大氣是指包圍在地球外圍的厚厚的大氣層，是人類和動(dòng)物攝取氧氣的源泉，

2、 是植物所需的二氧化碳的貯存庫， 是環(huán)境介質(zhì)的組成部分之一， 也是環(huán)境能量流 傳的重要環(huán)節(jié)。1、大氣圈在自然地理學(xué)上， 把隨地球旋轉(zhuǎn)的大氣層稱為大氣圈。 在通常狀態(tài)下， 可以 認(rèn)為從地表至 1000-1400km 的氣層作為大氣圈的厚度。在大氣圈中的大氣分布 不均勻，隨著離地表高度的增加，大氣越來越稀薄。2、大氣圈的組成根據(jù)大氣圈中大氣組成狀況以及大氣垂直高度上大氣的溫度變化， 大氣圈可 分為對(duì)流層、平流層、中間層、電離層和散逸層。對(duì)大氣污染來說，指的是發(fā)生在離地面約 10 公里之內(nèi)大氣總量 95%左右的 對(duì)流層里。特別是指離地面 1 公里內(nèi)的大氣圈里，即邊界層里。、大氣的組成 1、干潔大氣干

3、潔大氣主要由 O2、N2 和稀有氣體組成。在近地層大氣中這些氣體組分地 含量幾乎可認(rèn)為使不變的，它們約占大氣總量的 99.96%。2、水蒸汽水蒸汽含量因時(shí)因地而變化，在干旱地區(qū)可低至 0.02%，而在南方溫暖濕潤(rùn) 氣候下可高達(dá) 6%。3、各種固體雜質(zhì)各種雜質(zhì)（如粉塵、煙、有害氣體等） ，則因自然活動(dòng)或人類活動(dòng)的影響， 無論種類還是含量，變動(dòng)都很大，甚至導(dǎo)致大氣污染。、大氣污染1、定義:根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織(ISO)作出定義：大氣污染通常系指由于人類活動(dòng)和自 然過程引起某種物質(zhì)進(jìn)入大氣中，呈現(xiàn)出足夠的濃度，達(dá)到足夠的時(shí)間，并因此 而危害了人體健康、舒適感和環(huán)境。引起大氣污染的物質(zhì)叫大氣污染物。圖4-

4、1-1大氣污染2、大氣污染三要素大氣污染是由污染源、大氣作用(如受風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓溫度等作用)和承 受體(人體、動(dòng)植物、物品)三個(gè)環(huán)節(jié)組成，稱之為大氣污染三要素。3、危害：(1) 大氣污染對(duì)人體健康的影響(2) 大氣污染對(duì)氣候的影響(3) 大氣污染對(duì)臭氧層的破壞酸沉降圖4-1-2大氣污染嚴(yán)重的城市報(bào)肚陥 EAPOACI100002-01C)pyrhtikN SHERMAN/Piotai(eViewtd on 13 Apr 2001 by w&ng hail眉片上傳于 PDF- PCFOF. COH圖4-1-3酸雨腐蝕后的森林四、大氣監(jiān)測(cè)1、定義:大氣監(jiān)測(cè)，就是用科學(xué)的布點(diǎn)、 采樣和分析測(cè)量方法

5、等對(duì)大氣污染物或大氣 環(huán)境行為進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間定期或連續(xù)測(cè)定， 以獲取能反映大氣質(zhì)量的代表性數(shù)據(jù)的過 程。要正確理解大氣監(jiān)測(cè)， 就必須理解監(jiān)測(cè)的對(duì)象、 目的 、任務(wù)以及大體分類。2、大氣監(jiān)測(cè)的對(duì)象：大氣監(jiān)測(cè)的主要對(duì)象是大氣中有害有毒的物質(zhì)及有關(guān)的氣象因素。3、大氣監(jiān)測(cè)的目的：1）貫徹執(zhí)行環(huán)境保護(hù)法；檢查工業(yè)污染物排放濃度或排放量是否符合國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)， 大氣質(zhì)量是否符 合國(guó)家的大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，為各項(xiàng)環(huán)境保護(hù)工作提供數(shù)據(jù)。2）加強(qiáng)企業(yè)環(huán)保管理；評(píng)價(jià)“廢氣 ”凈化裝置性能， 加強(qiáng)日常維護(hù)使用和科學(xué)的管理， 為新的凈化裝 置設(shè)計(jì)提供依據(jù)。3）開展環(huán)境監(jiān)測(cè)科學(xué)研究 。為污染源和環(huán)境影響評(píng)價(jià)提供必要數(shù)據(jù)， 為探索

6、污染物質(zhì)的遷移、 轉(zhuǎn)化、擴(kuò) 散、稀釋的規(guī)律，為防治環(huán)境污染、為環(huán)境管理法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)的制定以及為城市或 企業(yè)的合理規(guī)劃布局提供有力的依據(jù)。4、大氣監(jiān)測(cè)的任務(wù)：1）大氣污染源監(jiān)測(cè)如對(duì)煙囪、汽車尾氣的監(jiān)測(cè)。2）大氣環(huán)境污染監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)對(duì)象不是污染源而是整個(gè)大氣中的污染物質(zhì)。3）特定目的監(jiān)測(cè)為了某一目的進(jìn)行特定指標(biāo)的監(jiān)測(cè)。 它要求選定某一種或多種污染物進(jìn)行特 定目的的監(jiān)測(cè)， 例如，研究大氣污染物對(duì)人體健康的影響， 調(diào)查燃煤火力發(fā)電廠 排放的污染物對(duì)周圍居民的呼吸道危害等。五、大氣污染物的種類和存在狀態(tài)般地，存在于大氣中的污染物大致可分為氣態(tài)和氣溶膠兩大類1氣態(tài)和蒸氣態(tài)氣態(tài)，是指某些污染物質(zhì)， 在常溫常壓下以

7、氣體形式分散于大氣中。 常見的 氣態(tài)污染物有：二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、氯氣、氯化氫、臭氧等等。蒸氣態(tài)，是指某些污染物質(zhì)， 在常溫常壓下是液體或固體 （如苯、 丙烯、醛、 汞是液體，酚是固體） ，只是由于它們的沸點(diǎn)或熔點(diǎn)較低，較易揮發(fā)，因而以蒸 氣態(tài)揮發(fā)到大氣中。2氣溶膠1）定義根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）定義，氣溶膠系指沉降速度可以忽略的固體粒 子、液體粒子或固體和液體粒子在氣體介質(zhì)中的懸浮體。2）氣溶膠的分類 總懸浮顆粒物：簡(jiǎn)稱TSP，按我國(guó)現(xiàn)行大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，一般指大 氣動(dòng)力學(xué)直徑小于100卩m的液體或固體微粒。其中，直徑在10卩m以下的微粒，稱為可吸入微粒，有時(shí)也叫飄塵，簡(jiǎn)稱

8、 PM10，這些微粒能夠隨呼吸進(jìn)入人體，危害健康；在大氣中長(zhǎng)期懸浮而不沉降， 降低大氣能見度；參與大氣化學(xué)反應(yīng)，加重污染程度。特別是2卩m以下的塵粒， 更易吸入， 沉降在人體的呼吸道和深部的肺泡內(nèi)， 危害尤大。 如長(zhǎng)期工作生活在 可吸入顆粒物濃度較大的環(huán)境里， 就可能患嚴(yán)重的塵肺、 矽肺病。 因此可吸入顆 粒物是大氣監(jiān)測(cè)中一個(gè)主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。 降塵：一般系指大氣動(dòng)力學(xué)直徑大于100卩m的較大的顆粒物，在大氣中， 由于重力作用，在較短時(shí)間內(nèi)沉降到地面的塵粒，可增加地面的污染。六、大氣污染源分類大氣污染源就是造成大氣污染的污染物發(fā)生源。根據(jù)污染物產(chǎn)生的原因， 大氣污染物一般可分為天然大氣污染源和人為

9、大氣 污染源。1 ）天然大氣污染源造成大氣污染的自然發(fā)生源。如火山爆發(fā)排出的火山灰、二氧化硫、硫化氫 等，森林火災(zāi)、海嘯、植物腐爛、天然氣，土壤和巖石的風(fēng)化以及大氣圈中大氣 運(yùn)動(dòng)等自然現(xiàn)象所引起的大氣污染。圖4-1-4 山林大火一般來說，天然污染源能造成大氣污染只占大氣污染的很小一部分，而且超出了人類所能控制的范圍。因此，我們主要研究人為因素所引起的大氣污染問題。2）人為大氣污染源造成大氣污染的人為發(fā)生源。如資源和能源的開發(fā)（包括核工業(yè)）、燃料的燃燒以及向大氣釋放出污染物的各種生產(chǎn)設(shè)施等。人為大氣污染源按污染源的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、人們的社會(huì)活動(dòng)、污染物的形成及其 影響范圍的不同，可有不同的分類方法：按

10、污染源的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分為固定污染源和移動(dòng)污染源。固定污染源主要是排放的污染物的固定設(shè)施，如排放硫氧化物、氮氧化物、 煤塵、粉塵及其它有害物質(zhì)的鍋爐、加熱爐、工業(yè)窯爐、民用爐灶等。移動(dòng)污染源主要是排放污染物的交通工具，如排放碳氧化物、氮氧化物、硫 氧化物、碳?xì)浠衔?、鉛化物、黑煙等的飛機(jī)、汽車、船舶、蒸汽或內(nèi)燃機(jī)車等。Stock Nd. EAP02MOQ36fi1 7-31COpyrjg EyhEr.1.-i.N / Phototake 抹Viewed cn 25 !畑 5001 by wang !q曰訪展=_b 悟于瑰扎 PCTDP CUM圖4-1-5固定污染源圖4-1-6移動(dòng)污染源按人們的社會(huì)活

11、動(dòng)分為工業(yè)污染源、農(nóng)業(yè)污染源、生活污染源和交通運(yùn)輸 污染源。工業(yè)污染源是排放污染物的工業(yè)生產(chǎn)過程和設(shè)施，如石油化工、金屬冶煉、 電力、建筑材料等工業(yè)排放的污染物，其種類和數(shù)量隨著能源結(jié)構(gòu)、城市結(jié)構(gòu)、 社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件、生產(chǎn)特點(diǎn)和技術(shù)水平等因素的影響而不同。農(nóng)業(yè)污染源，如現(xiàn)人工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大量的施用農(nóng)藥、化肥、除草劑所產(chǎn)生的污 染物。生活污染源是人類生活活動(dòng)過程中排放污染物的設(shè)施，如取暖、燒飯用的液化石油氣爐、煤油及各種燃煤裝置等所排放的一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫等。交通運(yùn)輸污染源即移動(dòng)污染源。 燃燒煙囪按其分布情況，可分為點(diǎn)源和面源。一般而言，高于35m的孤立煙囪稱為高架點(diǎn)源，眾多的低矮煙囪群構(gòu)成的

12、源，稱為面源。圖4-1-7高架點(diǎn)源圖4-1-8 面源七、大氣污染物濃度表示方法單位體積大氣樣品中所含有污染物的量，就稱為該污染物在大氣中的濃度。 大氣污染的濃度表示方法有兩種。1 質(zhì)量濃度以單位體積大氣樣品中所含污染物的質(zhì)量數(shù)來表示。常用的有mg/m3和pg/m3。2 體積濃度以單位體積大氣中所含有害氣體或蒸氣的體積數(shù)。常用的有ppm (10-6)和ppb (10-9)和百分比濃度()。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)以及我國(guó)排放標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)采用質(zhì)量濃度和 體積濃度表示。3 濃度換算質(zhì)量濃度表示法對(duì)各種狀態(tài)污染物均能適用，它與體積濃度表示法在標(biāo)準(zhǔn)狀 況下有如下?lián)Q算關(guān)系。3 M x E(ppm)A( mg/m)=22.4式中：M -一污染物的分子量；A質(zhì)量濃度，mg/m3;E體積濃度，ppm；22.4在標(biāo)準(zhǔn)狀況(0C, 101325Pa下氣體的摩爾體積，L/mol ;例題：在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，已知大氣中 SO2的濃度為2ppm,試換算成mg/m3解M(SO2)=64,由換算公式得：64 X 23A=5.71(mg/m )22.44 大氣標(biāo)準(zhǔn)體積的計(jì)算由于現(xiàn)場(chǎng)采樣時(shí)的溫度、大氣壓力都是變化著的，為了使計(jì)算出的大氣污染 物濃度有可比性，必須將采樣體積換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積。根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，在標(biāo)準(zhǔn)狀況（